循環(huán)流化床鍋爐磨損分析及防磨措施

環(huán)流化床鍋爐與傳統(tǒng)的煤粉爐不同，床料在爐膛內(nèi)不斷地進行內(nèi)循環(huán)流動。因此，在循環(huán)回路的相應(yīng)部位會產(chǎn)生一定的磨損。磨損嚴(yán)重時會影響鍋爐的安全運行。因此調(diào)查分析循環(huán)流化床鍋爐的磨損原因，并針對磨損現(xiàn)狀采取必要的措施，對安全生產(chǎn)、提高機組運行效率、發(fā)揮循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點等都有重要的現(xiàn)實意義。                        

主要對磨損現(xiàn)狀、機理、影響磨損的因素及主要防磨措施加以論述。

一、循環(huán)流化床鍋爐的磨損與原因分析。在循環(huán)流化床鍋爐中，受熱面、金屬部件和耐火材料的磨損主要表現(xiàn)為沖蝕磨損。沖蝕磨損是指流體或固體顆粒以一定的速度和角度對材料表面進行沖擊所造成的磨損。沖蝕磨損包括沖刷磨損和撞擊磨損，沖刷磨損，顆粒與固體表面的沖擊角較小，接近于平行；而撞擊磨損顆粒相對于固體表面的沖擊角較大，接近于垂直。運行的理論和經(jīng)驗使我們知道，當(dāng)物料流動方向與受熱面管束表面方向一致且管束表面比較光滑時，磨損速率小且比較穩(wěn)定；相反管束比較粗糙時，磨損速率就大。物料流動方向與管束表面夾角增大，磨損速率也相應(yīng)增加。當(dāng)物料密度大、粒度大、硬度大時，磨損速率也大。管束表面處于高溫下，其硬度較大，耐磨性較好磨損速率也小。

二、影響磨損的主要因素分析影響循環(huán)流化床鍋爐受熱面磨損的因素很多，主要有燃料特性、床料特性、物料循環(huán)方式、運行參數(shù)、受熱面結(jié)構(gòu)與布置方式等。

1、燃料特性的影響眾所周知，循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)點之一是燃料適應(yīng)性廣，因此不同燃料特性與受熱面、耐火材料的磨損密切相關(guān)。

2、床料特性的影響

（1）床料粒徑的影響床料粒徑、濃度與磨損能力有密切關(guān)系，也直接關(guān)系到受熱面磨損狀況，當(dāng)床料直徑很小時，受熱面所受的沖蝕磨損很小。

（2）顆粒形狀的影響通常認為，帶有棱角的顆粒比近似球形的顆粒更帶有磨損性，所以隨著顆粒球形度增加磨損量減小。

（3）床料的硬度的影響對于循環(huán)流化床鍋爐，必須注意的是床料在爐內(nèi)停留一段時間后其表面會生成一層膜，其硬度要比新鮮床料硬度高得多，因此在循環(huán)流化床鍋爐中，受熱面的磨損將主要取決于床料表面膜層的硬度。還有就是床料成分不同硬度不同，所帶來的磨損也就不同。

3、運行參數(shù)的影響運行參數(shù)對循環(huán)流化床鍋爐的磨損影響是主要的影響因素。

(1)床溫的影響循環(huán)流化床鍋爐運行床溫直接影響著煙氣的溫度和受熱面的溫度。它們成正比，運行時床溫升高，煙氣和受熱面溫度也隨之升高。一般情況下，循環(huán)流化床鍋爐的床溫在850-950℃之間，即使超出床溫上限，也沒有達到灰的軟化變形溫度，所以溫度變化不會影響到飛灰的硬度。也就可以說循環(huán)流化床鍋爐床溫的變化不會影響到飛灰的磨損性能。但溫度變化會影響受熱面溫度管壁溫度，管壁溫度變化，很大程度上影響到金屬材料的硬度。

(2)煙氣速度的影響實驗證明沖蝕量和煙速成正比，關(guān)鍵在于灰粒具有動能，所以沖蝕磨損也就存在。

三、防磨的主要技術(shù)措施

1、選擇合適的防磨材料防磨材料主要指選擇適合于流化床鍋爐使用的防磨材料，例如使用鍋爐水冷壁防磨網(wǎng)格，該技術(shù)區(qū)別于以往的被動式增厚防磨技術(shù)，它是在水冷壁表面沿水平方向和垂直方向，裝設(shè)合金板形成網(wǎng)格，降低水冷壁表面的物料顆粒速度，阻斷貼壁流的形成，并疏導(dǎo)水冷壁表面物料的流動循環(huán)，優(yōu)化表面流場消除局部渦流。施工方案根據(jù)不同鍋爐磨損特點而設(shè)計，對循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)磨損能起到標(biāo)本兼治的作用。保證鍋爐在高負荷下長周期運行，并增加鍋爐的燃料適應(yīng)性。一般遵循以下通用的原則:既要成本低，又要滿足鍋爐以下的要求；其次對會產(chǎn)生嚴(yán)重后果、易出故障的部位則應(yīng)當(dāng)使用余量足夠的材料。

    2、運行防磨循環(huán)流化床鍋爐燃料顆粒組分是影響其運行穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一，對床層分布、燃燒效率、爐內(nèi)溫度、返料量、煙氣粒子濃度等都有交互影響，進而對整個鍋爐系統(tǒng)的各受熱面及內(nèi)襯材料的磨損產(chǎn)生影響。如果運行顆粒組分中粗顆粒較多，燃燒室密相區(qū)燃燒份額過大，床溫高易結(jié)焦，為了防止結(jié)焦，通常采用大風(fēng)量運行，這樣會引起煙氣量、煙溫的變化、飛灰濃度大、煙氣流速增大，加速受熱面的磨損。因此，在運行中應(yīng)首先控制好床料及煤粒的篩分比。調(diào)整好風(fēng)量。降低煙氣流速，降低煙氣粒子濃度和粒子直徑，以減少磨損。